本文轉載自微信公眾號「混說Linux」，作者HunTalk_Linux。轉載本文請聯(lián)系混說Linux公眾號。

內聯(lián)函數是C語言從C++中借鑒過來的，適當的使用內聯(lián)函數可以提高程序的執(zhí)行效率。本篇文章就來講解下內聯(lián)函數，趕緊來看下吧！

一、函數調用

在講內聯(lián)函數之前，我們需要先了解函數調用，而函數調用，又不得不說函數調用的開銷。

一個函數執(zhí)行的時候，經常會調用另一個函數，比如執(zhí)行函數A時，我們需要對一些數據進行處理，將運算結果暫存在R0寄存器，接著要調用另一個函數B，而函數B也用到了R0這個寄存器（用于保存函數的返回值），原本函數A暫存在R0寄存器的值就被改變了，這樣做肯定不行。

現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的做法都是會在執(zhí)行函數B之前，先把R0寄存器的值保存到堆棧中，函數B執(zhí)行結束后，再將堆棧中的值恢復到R0寄存器中，然后函數A繼續(xù)執(zhí)行，這樣對于數據處理就不會有任何問題了。

但是，函數調用卻消耗一定的時間進行切換，這段時間用來保存現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場，大約相當于一兩條語句的執(zhí)行時間，這就是函數調用帶來的開銷。

假如函數B很小，只有一兩行代碼，從上圖我們可以看出，真正只有函數B執(zhí)行代碼的那段時間是對我們有用的，切換帶來的就是額外的成本開銷了，如果函數A里面多次調用函數B，那開銷就更明顯了。

二、內聯(lián)函數

函數B很小，又被頻繁的調用，可能函數調用的切換時間比函數內代碼的執(zhí)行時間還長，這樣明顯劃不來，那么我們就可以將這個函數聲明為內聯(lián)(加上 inline)，編譯器在編譯時，會把內聯(lián)函數的實現(xiàn)替換到每個調用內聯(lián)函數的地方(可以與宏函數做類比)，在調用處將代碼展開，相當于自動將函數B的代碼在調用它的地方復制了一份副本，沒有了保護現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場的時間，從而節(jié)省了函數調用的開銷。

內聯(lián)函數一般要求如下：

1. 函數體積小，通常5行以內；

2. 被頻繁調用；

3. 函數內無復雜的實現(xiàn)，比如：while、for循環(huán)，switch，遞歸等；

4. 函數沒有包含靜態(tài)變量。

來看一個簡單的內聯(lián)函數的例子：

#include <stdio.h>

// 將函數 max_value 聲明為 inline
inline int max_value(int x, int y)
{
    return (x>y) ? x:y;
}

int main()
{
    int a = 1, b = 2;
    int m;
    m = max_value(a, b);
    
    return 0;
}

main函數代碼在執(zhí)行的時候是這樣的：

int main()
{
    int a = 1, b = 2;
    int m;
    m = (1>2) ? 1:2;
    
    return 0;
}

內聯(lián)函數在調用處展開了。

在c++ 中定義在類里面的函數，默認情況下都是內聯(lián)的，比如下面這種情況：

#include <iostream>
using namespace std;
 
class HunTalk_Linux 
{
public:
    //默認是內聯(lián)函數
    int max_value(int x, int y) 
    {
        return(x>y) ? x:y;
    }
};
 
int main() 
{
    return 0;
}

注意：函數聲明為內聯(lián)，僅僅是對編譯器的建議，如果函數比較復雜，編譯器會將其看做普通函數。

三、內聯(lián)函數與宏

前面講到可以與宏函數做類比，那么就納悶了，為什么不直接定義一個宏，而是定義一個內聯(lián)函數？存在即合理，自然有它存在的道理，相對于宏，內聯(lián)函數提供了更好的方法：

參數類型檢查。編譯過程中，宏調用并不執(zhí)行類型檢查，甚至連正常參數也不檢查，內聯(lián)函數雖然具有宏的展開特性，但其本質仍是函數，編譯器仍可以對其進行參數檢查，而宏就不具備這個功能。

在宏中的編譯錯誤很難發(fā)現(xiàn)，因為它們引用的是擴展的代碼，而不是程序員鍵入的。

便于調試。內聯(lián)函數代碼的調試信息通常比擴展的宏代碼更有用，它同樣可以支持斷點、單步......等調試功能。

接口封裝。有些內聯(lián)函數可以用來封裝一個接口，而宏不具備這個特性。

四、總結

引入內聯(lián)函數主要是解決一些頻繁調用的小函數造成額外時間開銷的問題，但是也要在符合一定內聯(lián)函數的情況下使用。

使用很多的內聯(lián)函數，每個調用該函數的地方都需要替換成函數體，代碼量就會增加，代碼量就會增加也同時帶來了潛在的編譯時間的增加。

算法里面有個概念叫空間換時間，就是使用內存占用更大的算法換取執(zhí)行速度的提升，所以說適當的使用內聯(lián)函數可以提高程序的執(zhí)行效率。

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